Опыты с алюминиевыми сплавами

Опыты с алюминиевыми сплавами показали, что время полного устранения внутрикристаллитной ликвации ненамного превышает время полного растворения (τр) неравновесного избытка фаз.

Учитывая, что время τр можно легко определить, исследуя структуру с помощью светового микроскола, а для изучения кинетики выравнивания концентрации внутри твердого раствора необходимо использовать более дорогой и сложный микрорентгеноспектральный анализ, вполне допустимо в большинстве задач время окончания гомогенизации оценивать по времени окончания растворения неравновесного избытка фаз. 

По первому закону Фика количество вещества dm, диффундирующее за время dx через площадку ds, нормальную к той линии х, вдоль которой происходит диффузия, пропорционально времени dx, площади ds и градиенту концентрации dC/dx:

Формула

Коэффициент диффузии D зависит от природы сплава, типа и состава твердого раствора, размера зерна и особенно резко от температуры:

Формула

где: R — газовая постоянная; Т — температура; Q — энергия активации диффузии; А — константа, практически «не зависящая от температуры.

Температура входит в показатель степени выражения для коэффициента диффузии и, следовательно, сравнительно небольшое повышение температуры должно значительно ускорить диффузию. Обычно гомогенизационный отжиг проводят три температурах выше 0,90 — 0,95 Тпл (по абсолютной шкале), но ниже точки солидуса сплава. Иногда температура гомогенизации находится в интервале 0,8 — 0,9 Тпл.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Гомогенизация с нагревом выше температуры неравновесного солидуса

В некоторых случаях степень гомогенизации, проводимой при температурах вблизи неравновесного солидуса, но ниже его, может оказаться недостаточной. Необходимая полнота гомогенизации при этом или вообще не достигается, или достигается при таких длительных выдержках, которые неприемлемы в производстве. Кроме того, всегда желательно сокращение времени гомогенизации. Поэтому весьма заманчива возможность проведения гомогенизационного отжига при температурах выше неравновесного солидуса….

Сильный пережог изделий тонкого сечения из стали, меди и медных сплавов

Хорошо известен также сильный пережог изделий тонкого сечения из стали, меди и медных сплавов при чрезмерно высокой температуре или большой выдержке в окислительной атмосфере. Такой пережог вызван проникновением кислорода по границам зерен насквозь через все сечение изделия и образованием окислов на межзеренных границах: показатели пластичности при этом могут упасть до нуля. В совершенно иных условиях…

Процессы гомогенизации при отжиге с нагреванием выше точки неравновесного солидуса

Процессы гомогенизации при отжиге с нагреванием выше точки неравновесного солидуса идут гораздо быстрее, чем при обычном отжиге ниже солидуса. Например, у дуралюмина Д16 температура неравновесного солидуса равна примерно 508 °С, а равновесного — около 530 °С (при разных составах в пределах допусков для одной марки сплава значения температуры солидуса могут несколько различаться). Время растворения неравновесного…

Недостаток отжига с нагреванием выше температуры неравновесного солидуса

Основной недостаток отжига с нагреванием выше температуры неравновесного солидуса — значительно более быстрое развитие пористости. К причинам, вызывающим развитие пористости при обычном отжиге, здесь можно добавить еще и следующую (по Е. Д. Захарову). Твердый раствор на базе алюминия при быстрой кристаллизации слитка пересыщается водородом. Зависимость объемной доли Зависимость объемной доли пор V от продолжительности τ…

Литые сплавы

Главное изменение свойств при гомогенизационном отжиге — повышение пластичности литого сплава. При выборе режима отжига слитка показатели пластичности следует измерять не при комнатной температуре, а при температуре первой операции горячей обработки давлением. Если, например, слитки сплава Д16 предназначены для прессования, то показатели пластичности следует определять при температуре прессования, равной 400 °С. Механические свойства фасонной отливки…